05，江苏省扬州市广陵区红桥高级中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

这是一份05，江苏省扬州市广陵区红桥高级中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题，共11页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（每题只有一个选项正确，每题4分）
1. 在匀速圆周运动中，保持不变的物理量是（ ）
A. 周期B. 速度C. 合外力D. 加速度
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在匀速圆周运动中，速度、合外力、加速度大小不变，方向时刻改变，周期不变，故A正确BCD错误。
故选A。
2. 如图所示，小强同学正在荡秋千，关于绳上a点和b点的线速度和角速度，下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】CD．绳上a点和b点在相同时间内转过的弧度相同，故角速度相等，即
C错误，D正确；
AB．由可知a点转动半径较小，线速度较小，即
故AB错误。
故选D。
3. 托球跑是校运动会趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右匀速直线运动，此过程中（ ）试卷源自 每日更新，汇集全国各地小初高最新试卷。
A. 重力对乒乓球做负功
B. 支持力对乒乓球做正功
C. 空气阻力对乒乓球不做功
D. 乒乓球所受合力做正功
【答案】B
【解析】
【详解】A．重力始终与乒乓球位移方向垂直，而根据功的计算公式
则可知重力在此过程中不做功，故A错误；
B．在此过程中，支持力与平抛球位移之间的夹角为锐角，则根据功的计算公式可知，支持力对乒乓球做正功，故B正确；
C．在此过程中，空气阻力的方向与乒乓球位移的方向相反，则根据功的计算公式可知，空气阻力对乒乓球做负功，故C错误；
D．乒乓球做匀速直线运动，则可知乒乓球所受合力为零，则可知乒乓球所受合力做功为零，故D错误。
故选B。
4. 在我国高空抛物已入刑法。一质量为0.2kg的苹果从距离地面20m高处由静止下落，重力加速度g取10m/s2，落地时苹果的动能约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】苹果下落过程中，若不考虑阻力，则满足机械能守恒，则落地时的动能
故选B。
5. 当汽车发动机的输出功率为30kW时，汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶，此时汽车牵引力是（ ）
A 1000 NB. 1500 NC. 1200ND. 2400 N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶， ，解得
故选C。
6. 一个0.1kg的球从1.8m的高处落到地上又弹回到的1m高度，选下落起点为参考面（）下列说法正确的是（ ）
A. 整个过程重力做功为1.8JB. 整个过程重力做了1J的功
C. 物体的重力势能一定减少了0.8JD. 物体在地面时的重力势能为0
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．整个过程重力做功为
所以物体的重力势能减少了0.8J。故AB错误，C正确；
D．物体在地面时的重力势能为
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，在水平桌面上的A点有一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，其动能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】不计空气阻力，只有重力做功，从A到B过程，
由动能定理可得
故选B．
点评：以物体为研究对象，由动能定理或机械能守恒定律可以求出在B点的动能．
8. 火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（ ）
A. 0.2B. 0.4C. 2.0D. 2.5
【答案】B
【解析】
【详解】设物体质量为m，则在火星表面有
在地球表面有
由题意知有
故联立以上公式可得
故选B。
9. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3（如图所示）。则卫星分别在1、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道3上P点加速度大于它在轨道2上P点的加速度
D. 卫星在轨道3上速度大于它在轨道2上P点的速度
【答案】D
【解析】
【详解】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
，
可知卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，故AB错误；
C．根据牛顿第二定律可得
可得
可知卫星在轨道3上P点加速度等于它在轨道2上P点的加速度，故C错误；
D．卫星从低轨道变轨到高轨道，需要在变轨处点火加速，则卫星在轨道3上速度大于它在轨道2上P点的速度，故D正确。
故选D。
10. 在距地面高为10m处，某人将一个质量为2kg的物体以5m/s的速度抛出，则此人对该物体所做的功为（ ）
A. 20JB. 50JC. 45JD. 25J
【答案】D
【解析】
【详解】根据动能定理可知，人对该物体所做的功为
故选D。
11. 如图所示，质量为m的小球固定在长为L的细杆一端，绕细杆的另一端O点在竖直面内做圆周运动，小球转到最高点A时，线速度大小为，则此时小球对细杆的作用力方向和大小分别为( )
A. 向下，B. 向上，C. 向上，D. 向下，
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】设杆对小球向上的支持力为F，则根据牛顿第二定律得
代入数据解得
根据牛顿第三定律得小球对细杆的作用力向下，大小为。
故选A。
二、实验题（每空2分）
12. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。
A．验证力的平行四边形定则
B．验证牛顿第二定律
C．伽利略对自由落体的研究
（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板___________和挡板___________处（选填“A”、“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为___________。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与___________成正比。
（3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮___________（选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘。
（4）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力F，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是___________。
A．T B． C．T2 D．
【答案】 ①. B ②. A ③. C ④. 1：4 ⑤. 角速度的平方 ⑥. 需要 ⑦. D
【解析】
【详解】（1）[1]本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律实验的实验方法相同。
故选B。
（2）[2][3][4]若探究向心力和角速度关系时，则要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上。若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为1：2 ，则向心力之比为1：4，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：4。
[5]若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比。
（3）[6]为了能探究向心力大小的各种影响因素，因为要研究角速度一定时向心力与质量或半径的关系，则左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。
（4）[7]根据
纵标表示向心力F，则图像横坐标x表示的物理量是T2。
故选D
三、解答题（请写出必要的解答过程，只有答案不给分）
13. 质量的物体，在水平方向力的作用下，物体与平面间的动摩擦因数。物体从静止开始运动，运动时间。求：
（1）力在4s内对物体所做的功
（2）力在4s内对物体所做功的平均功率
（3）末力对物体所做的功的瞬时功率
【答案】（1）96J；（2）24W；（3）48J
【解析】
【详解】（1）物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律
可得
物体运动的位移是
力F在内对物体所做的功为

（2）力在内对物体所做的功的平均功率为

（3）4s末物体的速度为

所以末力对物体所做的功的瞬时功率为
14. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星，在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T。已知火星的半径为R，火星表面的重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
（1）火星质量M；
（2）“天问一号”绕火星飞行时轨道半径r。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受引力等于重力
解得
（2）设天问一号质量m，根据万有引力提供向心力有
解得
15. 用一根长为L的细线，一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，现使细线偏离竖直方向α角后，从A处无初速度释放小球，如图所示，试求：
（1）小球摆到最低点O时的速度大小；
（2）小球摆到最低点时绳子的拉力。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）从A到O过程机械能守恒，则
解得
（2）在最低点，根据牛顿第二定律，有
解得
16. 如图所示，竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上的A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上半径为R=0.4m的圆弧轨道，小球质量m=0.1 kg。（g=10 m/s2）
（1）若接触面均光滑，斜面高h=1.6m，求小球滑到C点时速度和对轨道的压力。
（2）若接触面不光滑，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道的压力为1N，求全过程中克服摩擦力做的功。
【答案】（1），，方向竖直向上；（2）
【解析】
【详解】（1）若接触面均光滑，斜面高h=1.6m，小球从A点到C点过程，根据动能定理可得
解得小球滑到C点时速度为
在C点，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小球滑到C点时对轨道的压力大小为，方向竖直向上。
（2）若接触面不光滑，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道的压力为1N，在C点，根据牛顿第二定律可得
解得小球滑到C点时速度为
小球从A点到C点过程，根据动能定理可得
解得全过程中克服摩擦力做的功为